Quad Layouts – Generation and Optimization of Conforming Quadrilateral Surface Partitions

Campen, Marcel; Zorin, Denis; Kobbelt, Leif

doi:1861-2660

Quad Layouts – Generation and Optimization of Conforming Quadrilateral Surface Partitions = Quad Layouts – Erzeugung und Optimierung von Oberflächenzerlegungen in bündige vierseitige Regionen

Campen, Marcel

2015

VerantwortlichkeitsangabeMarcel Campen

ImpressumAachen : Shaker 2015

UmfangVIII, 188 S. : Ill., graph. Darst.

ISBN978-3-8440-3446-2

ReiheSelected Topics in Computer Graphics ; 13

ISSN1861-2660

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2015

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Kobbelt, Leif (Thesis advisor) ; Zorin, Denis (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2014-12-01

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2015-014538
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/464667/files/464667.pdf
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/464667/files/464667.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 004

Kurzfassung
Die effiziente, computergestützte oder vollautomatische Erzeugung von Quad Layouts, d.h. die Partitionierung einer Objektoberfläche in Netzwerke von bündigen vierseitigen Regionen, ist eine Aufgabe, die – trotz ihrer Wichtigkeit und Nützlichkeit in der Computergrafik und der Geometrieverarbeitung – in der Vergangenheit vergleichsweise geringe Beachtung erfahren hat. Folglich wird diese Aufgabe in der Praxis, wo Quad Layouts von besonderem Interesse für die Repräsentation und Parametrisierung von Oberflächen sind, häufig händisch durch erfahrene Experten bewältigt. Diese Dissertation ist der Entwicklung neuartiger effizienter Lösungsstrategien und Algorithmen für die Erzeugung hochqualitativer Quad Layouts gewidmet. Im Besonderen wird dazu sowohl eine vollautomatische, als auch eine interaktive Methode vorgestellt. Ein wichtiger Aspekt des Problems der Erzeugung von Quad Layouts ist die Komplexität des zugrundeliegenden Qualitätsmaßes. Eine Menge generischer Qualitätskriterien, welche den meisten Anwendungsfällen gemein sind, wird identifiziert und genutzt, um den automatischen Ansatz zu führen. Um die Optimierung auch in Hinblick auf spezifischere Designabsichten zu ermöglichen, wird im interaktiven Ansatz der Benutzer in den Prozess einbezogen. Auf diese Weise kann auf einfachem und intuitivem Wege Expertenwissen einfließen. Deutliche Vorteile gegenüber vorigen Herangehensweisen werden demonstriert und diskutiert.

The efficient, computer aided or automatic generation of quad layouts, i.e. the partitioning of an object's surface into networks of conforming quadrilateral patches, is a task that – despite its importance and utility in Computer Graphics and Geometric Modeling – received relatively low attention in the past. As a consequence, this task is most often performed manually by skilled experts in practice, where quad layouts are of particular interest for surface representation and parameterization tasks (Spline surfaces, NURBS, Finite Element meshes, texture and displacement maps). This thesis is devoted to the development of novel efficient solution strategies and algorithms for the generation of high quality quad layouts. In particular, a fully automatic as well as an interactive method is presented for this task. An important aspect of the quad layout problem is the complexity of the underlying quality objective. A generic set of quality criteria which are common to most use cases is identified and used to drive the automatic approach. To make possible the optimization with respect to more specific design intents, in the interactive approach the user is included in the process, enabling the simple and intuitive infusion of expert knowledge. Significant advantages over previous approaches to the problem are demonstrated and discussed.

OpenAccess:
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